— Por que o visor do celular fica escuro quando olho com oculos escuros e inclino a cabeca? — perguntou uma…

Questão

— Por que o visor do celular fica escuro quando olho com oculos escuros e inclino a cabeca? — perguntou uma passageira no onibus. Curiosa, ela fez um teste em casa com uma lanterna e duas lentes polarizadoras iguais (retiradas de oculos antigos). Um aplicativo de luximetro registrou 16,0 lux sem lentes. Com uma lente, a leitura caiu para 8,0 lux. Mantendo a primeira fixa e girando a segunda, ela mediu 2,0 lux quando o giro foi de 60 graus e aproximadamente 0,1 lux quando o giro foi de 90 graus. No folheto das lentes, havia o modelo I = I0*cos^2(theta), em que I0 e a intensidade apos a primeira lente, e theta e o angulo entre os eixos das duas lentes. (Valores ilustrativos, obtidos nas mesmas condicoes.) Interprete as medidas do texto e identifique a legenda que melhor explica ao publico o escurecimento observado, comunicando o resultado com uma analogia fisica coerente.

1. A) Ao girar a segunda lente, a luz some por absorcao no ar; como duas grades, o alinhamento entre lentes nao importa.
2. B) Ao girar a segunda lente, a luz varia como sen^2(theta); como duas grades, o brilho maximo ocorre a 90 graus.
3. C) Ao girar a segunda lente, a luz aumenta como cos^2(theta); como duas grades, o brilho maior ocorre perto de 90 graus.
4. D) Ao girar a segunda lente, a luz diminui como cos^2(theta); como duas grades cruzadas, so passa a vibracao alinhada.
5. E) Ao girar a segunda lente, a luz diminui proporcionalmente a theta; como duas grades, sempre passa a mesma fracao.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. A luz de uma lanterna comum nao e polarizada. Ao atravessar a primeira lente, metade da intensidade e absorvida, por isso a leitura cai de 16,0 para 8,0 lux. Esse valor e o I0 do modelo, ou seja, a intensidade apos a primeira lente. Passo 2: Com a segunda lente, a intensidade segue a lei de Malus, I = I0 cos^2(theta), em que theta e o angulo entre os eixos das lentes. Passo 3: Conferindo com os dados: para theta = 60 graus, cos^2(60) = 0,25, logo I = 8,0 x 0,25 = 2,0 lux, exatamente o valor medido. Para theta = 90 graus, cos^2(90) = 0, logo I = 0, o que e coerente com a leitura quase nula de 0,1 lux. Passo 4: Interpretacao fisica: a luz e uma onda transversal e a lente polarizadora deixa passar apenas a componente da vibracao paralela ao seu eixo. Ao girar a segunda lente, a componente que chega a ela diminui com cos(theta), e a intensidade diminui com cos^2(theta). Quando os eixos ficam perpendiculares, nao passa nada. Passo 5: Analogia: as lentes funcionam como duas grades de ripas. Se as ripas estiverem alinhadas, uma bola passa; se estiverem cruzadas, a bola fica retida. No caso da luz, a vibracao so atravessa a segunda lente na direcao em que ela esta alinhada. Passo 6: Por que as outras estao erradas: A fala que a luz some por absorcao no ar, o que nao explica a variacao com o angulo; B usa sen^2(theta), que daria zero a 0 graus, contrariando a medida de 16,0 ou 8,0 lux sem giro, e situa o brilho maximo a 90 graus, o que e falso; C inverte a tendencia, pois cos^2 diminui ao girar, e situa o brilho maior perto de 90 graus, o que e falso; E supoe uma queda linear com theta, o que daria cerca de 2,67 lux a 60 graus, e nao os 2,0 lux medidos. Conclusao: a alternativa D e a unica compativel com o modelo e com as medidas, e o gabarito oficial esta correto.

💡 Dica: Use a fórmula dada para relacionar o ângulo entre as lentes e a intensidade da luz.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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